Icing da aeronave - condições, causas e consequências

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

As estatísticas mostram que o percentual de mortes em acidentes aéreos é muito menor do que nos casos com outros meios de transporte. O gelo de aeronaves é uma causa comum de acidentes, por isso a luta contra ele recebe atenção redobrada. No caso de um acidente de trem, navio ou carro, as pessoas têm uma chance bastante alta de sobreviver. A queda de aviões, com raras exceções, leva à morte de todos os passageiros.

O que causa a cobertura

As seguintes partes do corpo da aeronave são mais frequentemente expostas ao gelo:

• bordas de ataque da cauda e da asa;
• entradas de ar do motor;
• pás de hélice para os respectivos tipos de motor.

A formação de gelo nas asas e na cauda leva a um aumento do arrasto, uma deterioração da estabilidade e controlabilidade da aeronave. Nos piores casos, os controles (ailerons, flaps, etc.) podem simplesmente congelar na asa, e o controle da aeronave ficará parcial ou completamente paralisado.

O congelamento das entradas de ar interrompe a uniformidade dos fluxos de ar que entram nos motores. A consequência disso é o funcionamento desigual dos motores e a deterioração da tração, falhas na operação das unidades. Aparecem vibrações que podem levar à destruição completa dos motores.

Em aeronaves hélice-ventiladas e turboélices, a formação de gelo nas bordas das pás da hélice causa uma séria redução na velocidade de vôo devido a uma queda na eficiência das hélices. Como resultado, a embarcação pode não “chegar” ao seu destino, pois o consumo de combustível em uma velocidade menor permanece o mesmo ou até aumenta.

Gelo de solo de aeronaves

O gelo pode estar no chão ou em voo. No primeiro caso, as condições de gelo da aeronave são as seguintes:

• Em tempo claro em temperaturas abaixo de zero, a superfície de uma aeronave esfria mais do que a atmosfera circundante. Por causa disso, o vapor de água contido no ar se transforma em gelo - ocorre geada ou geada. A espessura da placa geralmente não excede alguns milímetros. Pode ser facilmente removido mesmo à mão.
• Em temperaturas próximas de zero e alta umidade, a água super-resfriada contida na atmosfera se deposita no corpo da aeronave na forma de placa. Dependendo das condições climáticas específicas, o revestimento varia de transparente em temperaturas mais altas a um revestimento fosco tipo gelo em temperaturas mais baixas.
• Congelamento na superfície da aeronave neblina, chuva ou granizo. Ele é formado não apenas como resultado da precipitação, mas também quando a neve e a lama atingem o casco do solo durante o taxiamento.

Há também um tipo de fenômeno chamado "gelo combustível". Quando o querosene nos tanques tem uma temperatura mais baixa do que o ar circundante, a água atmosférica começa a se depositar na área onde os tanques estão localizados e o gelo se forma. A espessura da camada às vezes atinge 15 mm ou mais. Este tipo de gelo de aeronave é perigoso porque o sedimento é mais frequentemente transparente e difícil de perceber. Além disso, os sedimentos se formam apenas na área do tanque de combustível, enquanto o restante do corpo da aeronave permanece limpo.

Gelo no ar

Outro tipo de formação de gelo da aeronave é a formação de gelo no casco do navio durante o voo. Ocorre ao voar sob chuva fria, garoa, granizo ou neblina. O gelo se forma mais frequentemente nas asas, caudas, motores e outras partes salientes do corpo.

A taxa de formação de uma crosta de gelo varia e depende das condições climáticas e do projeto da aeronave. Houve casos de formação de placa a uma velocidade de 25 mm por minuto. A velocidade da aeronave aqui desempenha um papel duplo - até um certo limite, contribui para um aumento no gelo da aeronave devido ao fato de que mais umidade cai na superfície da aeronave por unidade de tempo. Mas então, com mais aceleração, a superfície aquece pelo atrito com o ar e a intensidade da formação de gelo diminui.

A formação de gelo de uma aeronave em voo ocorre com mais frequência em altitudes de até 5.000 metros. Portanto, de antemão, a máxima atenção é dada ao estudo das condições meteorológicas na área.decolagem e pouso. Gelo em grandes altitudes é extremamente raro, mas ainda é possível.

Descongelamento com POL

O principal papel na prevenção de formação de gelo é desempenhado pelo tratamento de aeronaves com fluido anticongelante (AFL). Os líderes na produção de agentes de degelo são a americana The Dow Chemical Company e a canadense Cryotech Deicing Technology. As empresas estão constantemente expandindo e aprimorando a linha de seus reagentes.

As áreas prioritárias de pesquisa são a velocidade do degelo e a duração do degelo da aeronave. Diferentes tipos de fluido antigelo são responsáveis por esses processos, portanto, o processamento da aeronave é sempre realizado em duas etapas. No total, existem quatro tipos de reagentes que são usados no processamento de uma aeronave. Os fluidos do primeiro tipo são responsáveis por remover o gelo existente no corpo da aeronave. Os tipos de composições II, III e IV servem para proteger o corpo da formação de gelo por um certo tempo.

Processando a aeronave no solo

Primeiro, a aeronave é tratada com líquido tipo I diluído em água quente a uma temperatura de 60-80 0C. A concentração do reagente é escolhida com base nas condições climáticas. Um corante é frequentemente incluído na composição para que o pessoal de manutenção possa controlar a uniformidade do revestimento da aeronave com o líquido. Além disso, as substâncias especiais que compõem o POL melhoram a cobertura do produto.

A segunda etapa é o processamento da próximafluido, mais comumente tipo IV. Geralmente é idêntica à composição do tipo II, mas é produzida com tecnologia mais moderna. O tipo III é mais comumente usado para degelo de aeronaves de várias companhias aéreas locais. O líquido tipo IV é pulverizado puro e, ao contrário do tipo I, em baixa velocidade. O objetivo do tratamento é garantir que a aeronave seja revestida uniformemente com um filme espesso de composto que não permita que a água congele na superfície da aeronave.

Durante a ação, o filme gradualmente "derrete", reagindo com a precipitação. Os fabricantes estão realizando pesquisas destinadas a aumentar a duração da camada protetora. As possibilidades de minimizar o impacto dos componentes nocivos dos fluidos anticongelantes no meio ambiente também estão sendo estudadas. Em geral, a AOL continua sendo a melhor maneira de lidar com o gelo de aeronaves no momento.

Sistemas anti-gelo

As composições que as aeronaves são manuseadas no solo são feitas especialmente para que durante a decolagem sejam “estouradas” da superfície do corpo para não reduzir a sustentação. Em seguida, o bastão é assumido pelos sensores de gelo da aeronave. No momento certo, eles dão um comando para entrar em ação aos sistemas que impedem a formação de gelo durante o voo. Eles são divididos em mecânicos, químicos e térmicos (ar-térmicos e eletrotérmicos).

Sistemas mecânicos

Baseado no princípio da deformação artificial da superfície externa do casco do navio, como resultado do qual o gelo se quebra e é soprado pelo fluxo de ar que se aproxima. Por exemplo, nas asasA plumagem da aeronave é reforçada com protetores de borracha com sistema de câmaras de ar em seu interior. Depois que a aeronave começa a congelar, o ar comprimido é fornecido primeiro à câmara central, que quebra o gelo. Em seguida, os compartimentos laterais são inflados e o gelo é lançado para fora da superfície.

Sistemas químicos

A ação de tal sistema é baseada no uso de reagentes que, em combinação com a água, formam misturas com baixo ponto de congelamento. A superfície da seção desejada do corpo da aeronave é coberta com um material poroso especial, através do qual é fornecido um líquido que dissolve o gelo. Os sistemas químicos eram amplamente utilizados em aeronaves em meados do século 20, mas agora são usados principalmente como método de backup para limpeza de pára-brisas.

Sistemas térmicos

Nestes sistemas, a formação de gelo é eliminada pelo aquecimento da superfície com ar quente e gases de escape retirados dos motores, ou por eletricidade. Neste último caso, a superfície é aquecida não constantemente, mas periodicamente. Algum gelo pode congelar, após o que o sistema é ligado. A água congelada se separa da superfície e é levada pela corrente de ar. Assim, o gelo derretido não se espalha sobre o corpo da aeronave.

O desenvolvimento mais moderno nesta área é o sistema eletrotérmico inventado pela GKN. Um filme de polímero especial com adição de metal líquido é aplicado nas asas da aeronave. Ele retira energia do sistema de bordo da aeronave e mantém a temperatura na superfície da asa de 7 a 21 0C. Este sistema mais recente é amplamente utilizado em aeronaves Boeing.787.

Apesar de todos os sistemas de segurança "fantasiosos", o gelo exige a máxima atenção por parte da pessoa. Pouca desatenção muitas vezes levava a grandes tragédias. Portanto, apesar do rápido desenvolvimento da tecnologia, a segurança das pessoas ainda depende muito delas mesmas.